高铁牵引供电安全检测系统及方法
技术领域
[0001] 本
发明涉及高铁技术领域，也属于牵引供电技术领域，具体涉及一种高铁牵引供电安全检测系统及方法。
背景技术
[0002] 高速铁路简称高铁，是指
基础设施设计速度标准高、可供火车在轨道上安全高速行驶的铁路，列车运营速度在250km/h以上。
[0003] 随着高速铁路快速发展，各线路运行
密度日益增加，给牵引供电系统带来的负序、谐波、
电压波动等
电能质量问题日益突出，增大了线路损耗，造成牵引
变压器的实际容量减小，严重时甚至造成继电保护装置误动作、部分线路
馈线的不规则跳闸和压互爆管等现象。
[0004] 目前的铁路枢纽牵引供电系统结构复杂、馈线回路多，对这类型的电能质量监测要求多路同步进行，传统的电能质量监测装置很难实现。传统的电能质量监测装置多用于电
力系统中，只能实现50次以内的谐波检测，而50次以上的谐波对高铁牵引供电系统的影响日益突出，传统的电能质量监测装置不能满足该要求。
[0005] 经过改进就有了高铁牵引供电系统电能质量在线监测装置，其包括提供电能质量在线监测功能的机箱
外壳、功能
抽屉插件、通信插件、显示插件、电源插件和工控主机插件。所述机箱外壳采用不锈
钢压制而成，表面涂漆，分为前面板和后面板；所述前面板提供相关插件的安装
接口，所述后面板用来固定相关插件和进行布线。所述功能插件抽屉主要包括电源装置、多通道同步
采样装置、
信号调理装置和通信装置。电源装置将220V交流电转换为±5V和±12v直流电给多通道同步采样装置和信号调理装置供电；多通道同步采样装置进行牵引供电系统中的电压信号和
电流信号采集，将采集的信号输出至信号调理装置；信号调理装置包括信号转换
电路、滤波电路和
锁相电路，对信号进行进一步处理后输出至通信装置；通信装置负责将多通道信号调理电路进行汇总，通过DB-37总线将多路数据同步传输至通信插件中进行处理。所述通信插件主要包含PCI8622
数据采集卡和DB-37通信连接模
块组成，负责多个功能插件抽屉和工控主机插件之间的数据通信，通信插件中主要进行多通道快速AD转换。所述显示插件为具有触控操作的显示器，用来显示电能质量相关测量数据的输出，显示器的触控功能用来方便相关工作人员的操作。所述电源插件为UPS供电装置，为高铁牵引供电系统电能质量在线监测装置中的其他所有插件提供可靠性供电，减少外接电源供电不稳定和断电时对装置造成的影响。所述工控主机插件选用
工业控制计算机保证
稳定性，主要通过自主设计
软件进行多通道电能质量问题的计算、存储、输出和记录查询等功能。
[0006] 该高铁牵引供电系统电能质量在线监测装置解决了铁路枢纽难以实现多回路同步监测的问题，也解决了50次以上的谐波不能监测的问题。本发明所述的装置具有输入功率小、采样
精度高和电磁兼容性好的优点，使牵引供电系统中的负序、谐波和电压波动等电能质量问题从检测、分析等方面得到了提高，同时系统提供了录波和记录查询等功能，有利于发现问题和总结规律，从而为高铁牵引供电系统在电能质量方面提供分析基础。
[0007] 这样通信插件将
模拟信号转换为
数字信号传输至工控主机进行处理，该处理也包括所述工控主机获取到所述数字信号后，就存储在所述工控主机中,而工控主机常常采用工控机一来充当，这是伴着工控机一在信息传递的优势和应用广泛的性能决定的，而充当工控主机的工控机一运用时间一长，势必就会故障频发，影响获得和存储所述数字信号，这样就会引入另外的性能更好的工控机二来充当工控主机，在工控机一和工控机二替换期间，必须要把工控机一上的数字信号保存到工控机二上，把工控机一上的数字信号保存至工控机二上之际，常常是把工控机一上的数字信号保存至网络中的中间
服务器，接着把保存于中间服务器的数字信号发送至工控机二，工控机二获取到数字信号后执行还原；在数字信号在发送期间，若工控机一同工控机二间中断链接，工控机一就得再次发送该数字信号，在工控机一同工控机二间链接质量不佳之际，常须若干次再次发送数字信号，使得数字信号发送性能不佳。
发明内容
[0008] 为解决上述问题，本发明提供了一种高铁牵引供电安全检测系统及方法，有效避免了
现有技术中在工控机一同工控机二间链接质量不佳之际，常须若干次再次发送数字信号，使得数字信号发送性能不佳的
缺陷。
[0009] 为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种高铁牵引供电安全检测系统及方法的解决方案，具体如下：
[0010] 一种高铁牵引供电安全检测系统，包括高铁牵引供电系统电能质量在线监测装置的工控主机插件；
[0011] 通信插件将模拟信号转换为数字
信号传输至工控主机进行处理，该处理也包括所述工控主机获取到所述数字信号后，就存储在所述工控主机中；
[0012] 所述工控主机为工控机一。
[0013] 所述工控机一与工控机二通过网络通信连接。
[0014] 所述高铁牵引供电安全检测系统的方法，包括：
[0015] 把所述工控机一中的数字信号发送到工控机二中保存，把工控机一中的数字信号发送到工控机二的方法包括如下方式：
[0016] B-1：工控机一获取工控机一里的要保存的数字信号；
[0017] 这里，要保存的数字信号为工控机一里还没保存的数字信号，工控机一能够把数字信号依赖存储在工控机一上的时间的先后来给予数字信号不一样的权值，存储在工控机一上的时间越早的数字信号的权值越低。
[0018] B-2：工控机一获得针对要保存的数字信号的转移命令；
[0019] 这里，所述转移命令就像能够为经对工控机一的输入界面上的数字信号迁移功能按键的选择而激活的。
[0020] B-3：工控机一把要保存的数字信号用游程编码
算法执行容量缩减，得到若干缩减后的数字信号
帧；
[0021] 工控机一把要保存的数字信号用游程编码算法执行容量缩减，得到的缩减后的数字信号帧所需的容量大小要低于要保存的数字信号所需的容量大小；
[0022] 工控机一把要保存的数字信号执行缩减，得到若干缩减后的数字信号帧的方式具体可以为：
[0023] 工控机一用游程编码算法对要保存的数字信号执行缩减，得到若干缩减后的数字信号帧。
[0024] 这里，游程编码算法是工控机一事先设定的，游程编码算法也能够为字典算法所代替，工控机一能够同工控机二事先设定存储有键名和值的字典，就把该字典用作设定的编码信息，工控机一亦能够己身构建编码信息且充当设定的编码信息，工控机一运用设定的编码信息对要保存的数字信号执行缩减，得到缩减后的数字信号帧；
[0025] B-4：工控机一构建工控机一同工控机二间的信息链路；
[0026] 能够经工控机一或工控机二来构建工控机一同工控机二间的信息链路；在构建信息链路前，工控机一须经由工控机二的应答确认，或工控机二须经由工控机一的应答确认；
[0027] B-5：工控机一凭借工控机一与工控机二间的信息链路的条件把若干缩减后的数字信号帧发送到工控机二；
[0028] 工控机一能在有差别的信息链路的条件下发送不一样的缩减后的数字信号帧。
[0029] 所述工控机一凭借工控机一与工控机二间的信息链路的条件把若干缩减后的数字信号帧发送到工控机二的方式详细说明如下：
[0030] 如果工控机一同工控机二间的信息链路的条件是信息链路的传输速度低的条件下，工控机一把权值低的缩减后的数字信号帧发送到工控机二；
[0031] 如果工控机一同工控机二之的信息链路的条件是信息链路的传输速度高的条件下，工控机一把权值高的缩减后的数字信号帧发送到工控机二。
[0032] 所述B-5能够包括：
[0033] 在工控机一同工控机二间的信息链路状态是信息链路的传输速度高的条件下，工控机一用若干
进程的方法对工控机二发送若干缩减后的数字信号帧；
[0034] 这里，工控机一能够运行若干进程，在信息链路状态是信息链路的传输速度高的条件下，能够在若干进程上并发发送若干缩减后的数字信号帧，就像，如果工控机一运行了K个进程，那么工控机一能够并发发送K个缩减后的数字信号帧，这里，K是自然数，这样能够并发的发送若干缩减后的数字信号帧。
[0035] 在执行B-5前，还能够执行如下方式：
[0036] 所述工控机一把设定的编码信息相应的设定的解码信息并发送入工控机二，设定的解码信息用来让工控机二对获取到的缩减后的数字信号帧执行解码。
[0037] 在所述工控机一运用设定的编码信息对要保存的数字信号执行缩减，得到缩减后的数字信号帧后，为了工控机二获取到该缩减后的数字信号帧后可获取该缩减后的数字信号帧里的要保存的数字信号，工控机一须把设定的编码信息对应的设定的解密信息并发送入工控机二，来让工控机二运用设定的编码信息对获取到的缩减后的数字信号帧执行解码。
[0038] 在执行所述B-5后，还能够执行如下方式：
[0039] 工控机一监测工控机一同工控机二有没有中断信息链路；
[0040] 如果有，工控机一登记若干缩减后的数字信号帧里没发送与发送未成的缩减后的数字信号帧，把没发送与发送未成的缩减后的数字信号帧登记成没发送；
[0041] 在工控机一同工控机二复原信息链路之际，工控机一把若干缩减后的数字信号帧里登记成没发送的缩减后的数字信号帧发送到工控机二。
[0042] 所述发送失败的缩减后的数字信号帧能够是工控机一还在发送该缩减后的数字信号帧之际意外中断链接，使得该缩减后的数字信号帧发送不成功。通常，在工控机一把一个缩减后的数字信号帧发送至工控机二后，工控机二如果得到该缩减后的数字信号帧，就会回传一响应消息，工控机一得到该响应消息后把该缩减后的数字信号帧登记成已发送，如果工控机一没得到该响应消息，就把该缩减后的数字信号帧登记成没发送。
[0043] 本发明的有益效果为：
[0044] 本发明能够凭借工控机一和工控机二间的信息链路的条件发送缩减后的数字信号帧到工控机二，在信息链路的条件不错之际，能够发送容量大的缩减后的数字信号帧，在信息链路的条件不好之际，能够发送容量小的缩减后的数字信号帧，能达到在不同的信息链路的条件下可调节发送若干缩减后的数字信号帧，以此能够改善数字信号发送性能。
附图说明
[0045] 图1为本发明的把工控机一中的数字信号发送到工控机二的方法的
流程图。
[0046] 图2为本发明的卡接设备的示意图。
[0047] 图3为本发明的卡接设备的边部截面图。
[0048] 图4为图3的Y处的示意图。
具体实施方式
[0049] 下面将结合附图和
实施例对本发明做进一步地说明。
[0050] 如图1-图4所示，高铁牵引供电安全检测系统，包括高铁牵引供电系统电能质量在线监测装置，该高铁牵引供电系统电能质量在线监测装置包括提供电能质量在线监测功能的机箱外壳、功能抽屉插件、通信插件、显示插件、电源插件和高铁牵引供电系统电能质量在线监测装置的工控主机插件；所述机箱外壳采用
不锈钢压制而成，表面涂漆，分为前面板和后面板；所述前面板提供相关插件的安装接口，所述后面板用来固定相关插件和进行布线。所述功能插件抽屉主要包括电源装置、多通道同步采样装置、信号调理装置和通信装置。电源装置将220V交流电转换为±5V和±12v直流电给多通道同步采样装置和信号调理装置供电；多通道同步采样装置进行牵引供电系统中的电压信号和电流信号采集，将采集的信号输出至信号调理装置；信号调理装置包括信号转换电路、滤波电路和锁相电路，对信号进行进一步处理后输出至通信装置；通信装置负责将多通道信号调理电路进行汇总，通过DB-37总线将多路数据同步传输至通信插件中进行处理。所述通信插件主要包含PCI8622数据采集卡和DB-37通信连接模块组成，负责多个功能插件抽屉和工控主机插件之间的数据通信，通信插件中主要进行多通道快速AD转换。所述显示插件为具有触控操作的显示器，用来显示电能质量相关测量数据的输出，显示器的触控功能用来方便相关工作人员的操作。所述电源插件为UPS供电装置，为高铁牵引供电系统电能质量在线监测装置中的其他所有插件提供可靠性供电，减少外接电源供电不稳定和断电时对装置造成的影响。所述工控主机插件选用工业控制计算机保证稳定性，主要通过自主设计软件进行多通道电能质量问题的计算、存储、输出和记录查询等功能。该高铁牵引供电系统电能质量在线监测装置解决了铁路枢纽难以实现多回路同步监测的问题，也解决了50次以上的谐波不能监测的问题。本发明所述的装置具有输入功率小、采样精度高和电磁兼容性好的优点，使牵引供电系统中的负序、谐波和电压波动等电能质量问题从检测、分析等方面得到了提高，同时系统提供了录波和记录查询等功能，有利于发现问题和总结规律，从而为高铁牵引供电系统在电能质量方面提供分析基础。通信插件将模拟信号转换为数字信号传输至工控主机进行处理，该处理也包括所述工控主机获取到所述数字信号后，就存储在所述工控主机中；所述工控主机为工控机一。所述工控机一与工控机二通过网络通信连接。
[0051] 所述高铁牵引供电安全检测系统的方法，包括：
[0052] 把所述工控机一中的数字信号发送到工控机二中保存，把工控机一中的数字信号发送到工控机二的方法包括如下方式：
[0053] B-1：工控机一获取工控机一里的要保存的数字信号；
[0054] 这里，要保存的数字信号为工控机一里还没保存的数字信号，工控机一能够把数字信号依赖存储在工控机一上的时间的先后来给予数字信号不一样的权值，存储在工控机一上的时间越早的数字信号的权值越低。
[0055] B-2：工控机一获得针对要保存的数字信号的转移命令；
[0056] 这里，所述转移命令就像能够为经对工控机一的输入界面上的数字信号迁移功能按键的选择而激活的。
[0057] B-3：工控机一把要保存的数字信号用游程编码算法执行容量缩减，得到若干缩减后的数字信号帧；
[0058] 工控机一把要保存的数字信号用游程编码算法执行容量缩减，得到的缩减后的数字信号帧所需的容量大小要低于要保存的数字信号所需的容量大小。执行B-3，能够减小所需的容量区域；在要保存的数字信号的容量不小之际，能把要保存的数字信号缩减为若干缩减后的数字信号帧，就像，要保存的数字信号的容量大小是2000*1024位，能够缩减成800个600位的缩减后的数字信号帧，相较于要保存的数字信号来说，各个缩减后的数字信号帧的容量大小要低不少，所以发送缩减后的数字信号帧比发送要保存的数字信号要高效不少。
[0059] 工控机一把要保存的数字信号执行缩减，得到若干缩减后的数字信号帧的方式具体可以为：
[0060] 工控机一用游程编码算法对要保存的数字信号执行缩减，得到若干缩减后的数字信号帧。
[0061] 这里，游程编码算法是工控机一事先设定的，游程编码算法也能够为字典算法所代替，工控机一能够同工控机二事先设定存储有键名和值的字典，就把该字典用作设定的编码信息，工控机一亦能够己身构建编码信息且充当设定的编码信息，工控机一运用设定的编码信息对要保存的数字信号执行缩减，得到缩减后的数字信号帧，能够改善缩减后的数字信号帧在发送期间的可靠性。
[0062] 在执行B-5前，还能够执行如下方式：
[0063] 工控机一把设定的编码信息相应的设定的解码信息并发送入工控机二，设定的解码信息用来让工控机二对获取到的缩减后的数字信号帧执行解码。
[0064] 这里，在工控机一运用设定的编码信息对要保存的数字信号执行缩减，得到缩减后的数字信号帧后，为了工控机二获取到该缩减后的数字信号帧后可获取该缩减后的数字信号帧里的要保存的数字信号，工控机一须把设定的编码信息对应的设定的解密信息并发送入工控机二，来让工控机二运用设定的编码信息对获取到的缩减后的数字信号帧执行解码。
[0065] B-4：工控机一构建工控机一同工控机二间的信息链路；
[0066] 能够经工控机一或工控机二来构建工控机一同工控机二间的信息链路；在构建信息链路前，工控机一须经由工控机二的应答确认，或工控机二须经由工控机一的应答确认，来改善信息链路的可靠性。就像，工控机二实现贮存着用于应答的设定的就像aaaa这样的字符串，须在工控机一上对工控机二发送设定的就像aaaa这样的字符串，就能构建信息链路。
[0067] B-5：工控机一凭借工控机一与工控机二间的信息链路的条件把若干缩减后的数字信号帧发送到工控机二；
[0068] 工控机一能在有差别的信息链路的条件下发送不一样的缩减后的数字信号帧，就像，在信息链路的条件不错时，工控机一发送容量大的缩减后的数字信号帧，在信息链路状态不好时，工控机一发送容量小的缩减后的数字信号帧，来达到在不同的信息链路的条件下可调节的发送若干缩减后的数字信号帧，以此能够改善数字信号发送性能。
[0069] 工控机一凭借工控机一与工控机二间的信息链路的条件把若干缩减后的数字信号帧发送到工控机二的方式详细说明如下：
[0070] 如果工控机一同工控机二间的信息链路的条件是信息链路的传输速度低的条件下，工控机一把权值低的缩减后的数字信号帧发送到工控机二；
[0071] 如果工控机一同工控机二之的信息链路的条件是信息链路的传输速度高的条件下，工控机一把权值高的缩减后的数字信号帧发送到工控机二。
[0072] 在信息链路的传输速度低之际，缩减后的数字信号帧传递就不快，常发生缩减后的数字信号帧发送不成功接着再次传递的现象，针对权值高的缩减后的数字信号帧，如果若干次再次传递，会让权值高的数字信号帧遗失的概率增加，权值高的缩减后的数字信号帧发送的可靠性无法确保，如果工控机一同工控机二间的信息链路的条件是信息链路的传输速度低的条件下，工控机一把权值低的缩减后的数字信号帧发送到工控机二；如果工控机一同工控机二之的信息链路的条件是信息链路的传输速度高的条件下，工控机一把权值高的缩减后的数字信号帧发送到工控机二。能够改善缩减后的数字信号帧发送的可靠性。
[0073] B-5能够包括：
[0074] 在工控机一同工控机二间的信息链路状态是信息链路的传输速度高的条件下，工控机一用若干进程的方法对工控机二发送若干缩减后的数字信号帧；
[0075] 这里，工控机一能够运行若干进程，在信息链路状态是信息链路的传输速度高的条件下，能够在若干进程上并发发送若干缩减后的数字信号帧，就像，如果工控机一运行了K个进程，那么工控机一能够并发发送K个缩减后的数字信号帧，这里，K是自然数，这样能够并发的发送若干缩减后的数字信号帧，更能改善数字信号发送速度。
[0076] 在执行B-5后，还能够执行如下方式：
[0077] 工控机一监测工控机一同工控机二有没有中断信息链路；
[0078] 如果有，工控机一登记若干缩减后的数字信号帧里没发送与发送未成的缩减后的数字信号帧，把没发送与发送未成的缩减后的数字信号帧登记成没发送；
[0079] 在工控机一同工控机二复原信息链路之际，工控机一把若干缩减后的数字信号帧里登记成没发送的缩减后的数字信号帧发送到工控机二。
[0080] 这里，发送失败的缩减后的数字信号帧能够是工控机一还在发送该缩减后的数字信号帧之际意外中断链接，使得该缩减后的数字信号帧发送不成功。通常，在工控机一把一个缩减后的数字信号帧发送至工控机二后，工控机二如果得到该缩减后的数字信号帧，就会回传一响应消息，工控机一得到该响应消息后把该缩减后的数字信号帧登记成已发送，如果工控机一没得到该响应消息，就把该缩减后的数字信号帧登记成没发送。
[0081] 在工控机一和工控机二中断信息链路之际，工控机一记录若干缩减后的数字信号帧里没发送与发送不成功的缩减后的数字信号帧，把没发送与发送不成功的缩减后的数字信号帧登记成没发送；在工控机一同工控机二复原信息链路之际，工控机一把若干缩减后的数字信号帧里登记成没发送的缩减后的数字信号帧发送到工控机二。这样在工控机一和工控机二复原信息链路之际，不必再次发送若干缩减后的数字信号帧，能改善数字信号发送性能。
[0082] 所述主控主机包含一中空长方体状的机壳，机壳内设置有工控主机板和
硬盘，为了让主控主机固定性强，不容易被外部撞击而产生晃动，常常采用卡接设备来让所述机壳与长方体状的
支撑座卡接，但是目前的针对机壳的卡接设备，主控主机在运行周期不短之际因为运行过久，
温度会升得很快，使得主控主机性能受损，目前普遍运用贯通口或添加旋叶旋动制冷，担常常让颗粒物杂质渗入机壳里，以此对主控主机运行不利。
[0083] 所述主控主机包含一中空长方体状的机壳，机壳内设置有工控主机板和硬盘，所述机壳通过卡接设备来让所述机壳与长方体状的支撑座卡接，所述卡接设备包括所述支撑座1-1顶壁上开有用于主控主机的卡接口1-2，所述用于主控主机的卡接口1-2里卡接着主控主机的机壳1-3，所述主控主机的机壳1-3同用于主控主机的卡接口1-2相连部位设置着塑料封闭片1-4，所述用于主控主机的卡接口1-2的两边都设置着
定位口1-5，所述定位口1-5里面设置着板状定位板1-6，所述定位板1-6上设置着块状应变块1-7，所述定位板1-6和定位口1-5间设置着螺旋状铍
铜丝1-8，所述用于主控主机的卡接口1-2下部设置着集热室1-
9，所述集热室1-9的内表面设置着
铝合金材料的鳍片A0，所述鳍片A0的一头设置着片状
铝合金材料的降温片A1，经由引入集热室1-9、鳍片A0与降温片A1，所述支撑座1-1在运行周期不短后升温很高，把经由集热室1-9集中的热量，凭借铝合金材料的
传热性，结合降温片A1同外界环境的温差，经鳍片A0传热到降温片A1执行降温，不必另行开有贯通口或用旋叶旋动降温，高效避免颗粒物杂质渗进支撑座1-1，另外降温片A1能对支撑座1-1执行防护。
[0084] 所述支撑座1-1下部设置着铝合金材料防护块A2，所述支撑座1-1与铝合金材料防护块A2熔接，所述降温片A1的一头设置在集热室1-9里面同鳍片A0链接，所述降温片A1的另一头透过支撑座1-1且伸展到支撑座1-1之外，所述支撑座1-1的一头是拱状，所述用于主控主机的卡接口1-2与塑料封闭片1-4都同主控主机的机壳1-3匹配，所述应变块1-7设置为弯曲型，经由引入定位板1-6、应变块1-7与螺旋状铍铜丝1-8，工作人员把主控主机的机壳1-3卡设在用于主控主机的卡接口1-2里，主控主机的机壳1-3同定位板1-6相接，牵引应变块1-7弯曲并让螺旋状铍铜丝1-8的
挤压变形，在应变块1-7与螺旋状铍铜丝1-8的反弹下，能高效的对主控主机的机壳1-3执行限位避免晃动，塑料封闭片1-4能对主控主机的机壳1-3在用于主控主机的卡接口1-2间的间隔执行封闭，所述定位板1-6、应变块1-7与降温片A1都是铝合金材料。
[0085] 以上以用实施例说明的方式对本发明作了描述，本领域的技术人员应当理解，本公开不限于以上描述的实施例，在不偏离本发明的范围的情况下，可以做出各种变化、改变和替换。
